CN108982239B - 有机涂层柔韧性能定量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有机涂层柔韧性能定量检测装置，包括检测台，能固定于检测台上的轴棒，轴棒的部分上表面为测量曲面，测量曲面与轴棒的端面相交成曲面线，且曲面线上自右向左的每个点的曲率半径依次减小，轴棒的下端设置有固定装置；实验样板的左端能通过固定装置固定于轴棒的下表面与检测台的上表面之间，实验样板的右端传动连接有能牵引实验样板的板面自右向左折弯覆盖于测量曲面上的牵引折弯系统；还包括通过旋转装置能在所述测量曲面上方移动来放大观测有机涂层裂纹的观测部，以及能指示对应裂纹起点的曲率半径的指示装置。该种检测装置能够定量检测有机涂层的柔韧性能。

Description

有机涂层柔韧性能定量检测装置

技术领域

本发明涉及有机涂层柔韧性能定量检测装置。

背景技术

涂层柔韧性是涂层性能评价的一个重要指标，涂层性能评估、涂层老化程度评估都需要参考涂层柔韧性指标。

国标《GB-T 1973-93漆膜柔韧性测定法》中记载了现有的涂层柔韧性测定方法及测试装置。柔韧性测定器由直径不同的7个钢制轴棒固定在底座上组成。各轴棒的尺寸如下：

轴棒1长35mm，直径Φ15mm(误差0.05mm)；

轴棒2长35mm，直径Φ10mm(误差0.05mm)；

轴棒3长35mm，直径Φ5mm(误差0.05mm)；

轴棒4长35mm，直径Φ4mm(误差0.05mm)；

轴棒5长35mm*10mm*3mm，曲率半径1.5mm(误差0.1mm)

轴棒6长35mm*10mm*2mm，曲率半径1mm(误差0.1mm)

轴棒7长35mm*10mm*1mm，曲率半径0.5mm(误差0.1mm)

柔韧性测定器经装配后，各轴棒与安装平面的垂直度公差值不大于0.1mm。

柔韧性测定器测量涂层柔韧性的基本原理是利用外力促使带涂层马口铁板弯曲，折弯过程中，涂层和底板都被拉伸，其涂层被拉伸的距离要大于底板被拉伸的距离。折弯对涂层的影响大小可用该点底板折弯的曲率半径来表示。

柔韧性测定器能够对涂层柔韧性做出分级判定，但存在无法进一步定量的技术缺陷，不能满足涂层性能研究尤其是是涂层老化速度研究的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够定量检测柔韧性能且使用方便高效的有机涂层柔韧性能能定量检测装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：有机涂层柔韧性能定量检测装置，包括检测台，能固定于所述检测台上的轴棒，所述轴棒的部分上表面为测量曲面，所述测量曲面与所述轴棒的端面相交成曲面线，且所述曲面线上自右向左的每个点的曲率半径依次减小，所述轴棒的下端设置有固定装置；实验样板的左端能通过所述固定装置固定于所述轴棒的下表面，所述实验样板的右端传动连接有能牵引所述实验样板的板面自右向左折弯覆盖于所述测量曲面上的牵引折弯系统；还包括通过旋转装置能在所述测量曲面上方移动来放大观测有机涂层裂纹的观测部，以及能指示对应裂纹起点的曲率半径的指示装置。

进一步，所述指示装置包括刻度盘和指示部件，所述刻度盘设置于能对应标示所述曲面线上的每个点的曲率半径的位置上，所述指示部件与所述刻度盘配合设置，能指示裂纹起点在曲面线上的对应点而指示对应曲率半径。该种指示装置的设置便于读取裂纹起点的曲率半径而定量获得有机涂层柔韧性能的数值。

进一步，所述观测部跨越所述轴棒的长度设置，所述旋转装置包括旋转臂，所述旋转臂的一端与所述观测部连接，所述旋转臂的另一端能沿所述轴棒的中心线转动地连接。该种旋转装置的设置可以转动旋转臂来全面观测整个测量曲面上的实验样板的表面裂纹的情况，使用方便，且结构合理。

进一步，所述安装部件为两个且分别对应地位于所述轴棒的前侧和后侧，每个所述安装部件上沿所述轴棒的长度方向设有安装孔，且两个所述安装孔的中轴线相互重合，并与轴棒的中心线一致，所述旋转臂也对应设置有两个，且分别与对应的所述安装孔能沿所述中轴线转动地连接。该种安装部件结构使得观测部的转动更为稳定。

进一步，所述刻度盘位于所述轴棒的端面上或位于设置于所述轴棒的端面上的刻度板上。该种刻度盘的设置方式便于读取刻度数值。

进一步，所述指示部件为指示线，所述指示线为一条直线段并设置于所述旋转臂上，且所述指示线的一端或该端的延长线能与所述中轴线相交，所述指示线的另一端指向裂纹起点在曲面线上的对应点的位置，所述指示线的中部能与所述刻度盘上的对应的刻度相重合。该种指示线的设置将指示部件整合到了旋转臂上使得装置的结构更为简单，而且指示线能跟随旋转臂转动而便于操作转动指示对应不同位置，便于刻度数值的读取。

所述牵引折弯系统包括驱动装置、轨道和滑轮；

所述驱动装置为所述滑轮提供移动的动力；

所述轨道呈弧形并架设于所述轴棒的上方，且所述轨道设在所述轴棒的宽度内；

所述滑轮设置于所述轨道上，且所述滑轮能受驱动装置的驱动在所述轨道上自右向左沿弧形移动；所述滑轮上还绕设有连接绳，所述连接绳的左端与所述实验样板的右端固定连接，所述连接绳的右端绕过所述滑轮并连接有配重砝码，使得所述实验样板的右端能随所述滑轮在所述轨道上的移动而自右向左转动，从而使得实验样板的板面能自右向左折弯覆盖于所述测量曲面上。该种牵引折弯系统的结构设置通过驱动装置即可实现实验样板的折弯，不再需要手动弯折，便于操作且弯折效果良好。

进一步，所述轨道为弧形齿条状，所述驱动装置包括牵引电机，所述牵引电机的输出轴传动连接有齿轮，所述齿轮与所述轨道啮合转动而带动所述牵引电机沿所述轨道移动；所述滑轮与所述牵引电机连接在一起。该种驱动装置和轨道的设置结构简单合理，而且只需启动牵引电机即可运行，操作方便，且使用电机代替人力可以大大减轻实验人员的体力负担。

进一步，所述检测台的台面上设有能让所述观测部旋转至台面下方的台面孔。该种台面孔的设置使得旋转架不使用时可以旋转至台面下方，防止干扰实验样板弯折的操作。

进一步，所述固定装置包括设置于所述轴棒下端的固定孔，以及能够穿过所述检测台的台面和所述实验样板固定于所述固定孔内的固定件，将所述轴棒固定于所述检测台上侧，而实验样板的左端固定于所述轴棒的下表面与所述检测台的上表面之间。该种固定装置的设置结构简单且能牢固地固定。

与现有技术相比，本发明的优点在于：利用牵引折弯系统代替人力对实验样板进行折弯，大大减轻了实验人员的体力负担，能够进行长时间测量，使用方便；设置了自右向左曲率半径依次减小的测量曲面，使得实验样板自右向左逐渐弯折的时候表面的有机涂层所受拉力越来越大，当无法承受时便出现裂纹，能够一次性测定有机涂层的柔韧性的极限，不需要更换多个不同半径的轴棒，提高了测试效率；同时还设置了观测装置和指示装置能够读取出实验样板上的有机涂层能够承受最小曲率半径的数值，从而实现了对有机涂层柔韧性能进行定量检测。

附图说明

图1为本发明实施例的整体示意图；

图2为图1的区域A的局部放大图；

图3为本发明实施例的指示线进行刻度指示时的示意图；

图4为本发明实施例的包含有部分结构的检测台的俯视图；

图5为本发明实施例的观测部和旋转臂的结构示意图；

图6为本发明实施例的轴棒的端面的结构示意图；

图7为本发明实施例的驱动装置的第一种结构示意图；

图8为本发明实施例的驱动装置的第二种结构示意图；

图1、图7和图8中的B、C、D分别为在实验样板弯折过程的不同阶段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1至图7所示：该种有机涂层柔韧性能定量检测装置，包括检测台1，能固定于检测台1上的轴棒2，轴棒2的部分上表面为测量曲面21，测量曲面21与轴棒2的端面相交成曲面线21a，且曲面线21a上自右向左的每个点的曲率半径依次减小，轴棒2的下端设置有固定装置3；实验样板a的左端能通过固定装置3固定于轴棒2的下表面，实验样板a的右端传动连接有能牵引实验样板a的板面自右向左折弯覆盖于测量曲面21上的牵引折弯系统4；还包括通过旋转装置5能在测量曲面21上方移动来放大观测有机涂层裂纹的观测部52a，，以及能指示对应裂纹起点的曲率半径的指示装置。

指示装置包括刻度盘61和指示部件62，所述刻度盘61设置于能对应标示曲面线21a上的每个点的曲率半径的位置上，指示部件62与刻度盘61配合设置，能指示裂纹起点在曲面线21a上的对应点而指示对应曲率半径。本实施例的刻度盘61直接设置于轴棒2的端面上，也可以在所述轴棒2的端面上贴附刻度板将刻度盘设置在刻度板上。

观测部52a跨越轴棒2的长度设置，旋转装置52b包括旋转臂52b，旋转臂52b的一端与观测部52a连接，旋转臂52b的另一端能沿轴棒2的中心线c转动地连接。旋转臂52b的连接有多种方式可以实现，本实施例的旋转装置52b还包括安装部件51，安装部件51为两个且分别对应地位于轴棒2的前侧和后侧，每个安装部件51上沿轴棒2的长度方向设有安装孔，且两个安装孔的中轴线b相互重合，并与轴棒2的中心线c一致，旋转臂52b也对应设置有两个，且分别与对应的安装孔能沿中轴线b转动地连接。除此之外，安装部件51也可以为一个位于轴棒2的前侧或后侧，对应的旋转臂52b也只设置有一个，此外其他合适的安装部件51和对应的旋转臂结构均可以。本实施例的观测部52a上设置有跨越轴棒2长度的放大镜52c。

本实施例的指示部件62为指示线，指示线为一条直线段并设置于旋转臂52b上，本实施的指示线设置于旋转臂52b的前表面上，且指示线的一端或该端的延长线能与中轴线b相交，指示线的另一端指向曲面线上裂纹起点在曲面线上的对应点的位置，指示线的中部能与刻度盘61上的对应的刻度相重合。本实施例的旋转臂52b使用透明材料制成而便于读取刻度数值。

牵引折弯系统4包括驱动装置、轨道41和滑轮42。驱动装置为滑轮42提供移动的动力。轨道41呈弧形并架设于轴棒2的上方，且轨道41设在轴棒2的宽度内。滑轮42设置于轨道41上，且滑轮42能受驱动装置的驱动在轨道41上自右向左沿弧形移动；滑轮42上还绕设有连接绳43，连接绳43的左端与实验样板a的右端固定连接，连接绳43的右端绕过滑轮42并连接有配重砝码46，使得实验样板a的右端能随滑轮42在轨道41上的移动而自右向左转动，从而使得实验样板a的板面能自右向左折弯覆盖于测量曲面上。

驱动装置具有多种结构，例如：第一种结构为如图7所示,轨道41为弧形齿条状，驱动装置包括牵引电机47，牵引电机47的输出轴传动连接有齿轮，齿轮与轨道41啮合转动而带动牵引电机47沿轨道41移动；滑轮42与牵引电机47连接在一起。第二种结构如图8所示，包括牵引杆44、电机(图中未示)和驱动部件45。牵引杆44的一端与滑轮42连接，牵引杆44的另一端与驱动部件45传动连接；电机能为驱动部件45提供动力；驱动部件45受电机的驱动而带动牵引杆44沿轨道41的弧度转动，从而带动滑轮42移动。

检测台1的台面11上还设有能让观测部52a旋转至台面11下方的台面孔11a，台面孔11a的形状与观测部52a和对应的旋转臂52b的形状相匹配。固定装置3包括设置于轴棒2下端的固定孔31，以及能够穿过检测台的台面11和实验样板a固定于固定孔31内的固定件32，将轴棒2固定于检测台1上侧，而实验样板a的左端固定于轴棒2的下表面与检测台1的上表面之间。本实施例的固定孔31为内螺纹孔，固定件32为螺栓。

如图1所示，示意了实验样板折弯的过程。使用该种有机涂层柔韧性能定量检测装置时，先将观测部52a转到台面下侧，防止影响实验样板a的弯折。将上表面涂覆有有机涂层的实验样板a的左端固定在轴棒2和检测台1之间，启动电机，随后驱动装置带动滑轮42沿轨道41自左向右移动，而带动实验样板a的右端随滑轮42在轨道41上的移动而自右向左转动，从而使得实验样板a的板面自右向左折弯覆盖于测量曲面21上。在实验样板a的折弯过程中，实验样板a拉扯连接绳43来适应实验样板a形状的变化，砝码46协助维持连接绳43左侧和右侧的平衡，使得实验样板a能够顺利跟随滑轮42折弯又使得连接绳43不会断裂。

折弯完毕后，转动旋转臂52b使用观测部52a自右向左观测实验样板a位于测量曲面21上的部分，当发现裂纹时，将指示线指向曲面线上裂纹起点(即裂纹最右端的点)对应的位置，并读取刻度盘上与指示线相重合的刻度，即可读取该种有机涂层所能承受的最小曲率半径，来定量检测该种有机涂层的柔韧性能。

Claims (10)

1.有机涂层柔韧性能定量检测装置，包括检测台(1)，能固定于所述检测台(1)上的轴棒(2)，其特征在于：所述轴棒(2)的部分上表面为测量曲面(21)，所述测量曲面(21)与所述轴棒(2)的端面相交成曲面线(21a)，且所述曲面线(21a)上自右向左的每个点的曲率半径依次减小，所述轴棒(2)的下端设置有固定装置(3)；实验样板(a)的左端能通过所述固定装置(3)固定于所述轴棒(2)的下表面，所述实验样板(a)的右端传动连接有能牵引所述实验样板(a)的板面自右向左折弯覆盖于所述测量曲面(21)上的牵引折弯系统(4)；还包括通过旋转装置(5)能在所述测量曲面(21)上方移动来放大观测有机涂层裂纹的观测部(52a)，以及能指示对应裂纹起点的曲率半径的指示装置。

2.根据权利要求1所述的有机涂层柔韧性能定量检测装置，其特征在于：所述指示装置包括刻度盘(61)和指示部件(62)，所述刻度盘(61)设置于能对应标示所述曲面线(21a)上的每个点的曲率半径的位置上，所述指示部件(62)与所述刻度盘(61)配合设置，能指示裂纹起点在曲面线(21a)上的对应点而指示对应曲率半径。

3.根据权利要求2所述的有机涂层柔韧性能定量检测装置，其特征在于：所述观测部(52a)跨越所述轴棒(2)的长度设置，所述旋转装置(5)包括旋转臂(52b)，所述旋转臂(52b)的一端与所述观测部(52a)连接，所述旋转臂(52b)的另一端能沿所述轴棒(2)的中心线(c)转动地连接。

4.根据权利要求3所述的有机涂层柔韧性能定量检测装置，其特征在于：所述旋转装置(5)还包括安装部件(51)，所述安装部件(51)为两个且分别对应地位于所述轴棒(2)的前侧和后侧，每个所述安装部件(51)上沿所述轴棒(2)的长度方向设有安装孔，且两个所述安装孔的中轴线(b)相互重合，并与轴棒(2)的中心线(c)一致，所述旋转臂(52b)也对应设置有两个，且分别与对应的所述安装孔能沿所述中轴线(b)转动地连接。

5.根据权利要求4所述的有机涂层柔韧性能定量检测装置，其特征在于：所述刻度盘(61)位于所述轴棒(2)的端面上或位于设置于所述轴棒(2)的端面上的刻度板上。

6.根据权利要求5所述的有机涂层柔韧性能定量检测装置，其特征在于：所述指示部件(62)为指示线，所述指示线为一条直线段并设置于所述旋转臂(52b)上，且所述指示线的一端或该端的延长线能与所述中轴线(b)相交，所述指示线的另一端指向裂纹起点在曲面线上的对应点的位置，所述指示线的中部能与所述刻度盘(61)上的对应的刻度相重合。

7.根据权利要求1所述的有机涂层柔韧性能定量检测装置，其特征在于：所述牵引折弯系统(4)包括驱动装置、轨道(41)和滑轮(42)；所述驱动装置为所述滑轮(42)提供移动的动力；所述轨道(41)呈弧形并架设于所述轴棒(2)的上方，且所述轨道(41)设在所述轴棒(2)的宽度内；所述滑轮(42)设置于所述轨道(41)上，且所述滑轮(42)能受驱动装置的驱动在所述轨道(41)上自右向左沿弧形移动；所述滑轮(42)上还绕设有连接绳(43)，所述连接绳(43)的左端与所述实验样板(a)的右端固定连接，所述连接绳(43)的右端绕过所述滑轮(42)并连接有配重砝码(46)，使得所述实验样板(a)的右端能随所述滑轮(42)在所述轨道(41)上的移动而自右向左转动，从而使得实验样板(a)的板面能自右向左折弯覆盖于所述测量曲面上。

8.根据权利要求7所述的有机涂层柔韧性能定量检测装置，其特征在于：所述轨道(41)为弧形齿条状，所述驱动装置包括牵引电机(47)，所述牵引电机(47)的输出轴传动连接有齿轮，所述齿轮与所述轨道(41)啮合转动而带动所述牵引电机(47)沿所述轨道(41)移动；所述滑轮(42)与所述牵引电机(47)连接在一起。

9.根据权利要求1至8任一权利要求所述的有机涂层柔韧性能定量检测装置，其特征在于：所述检测台(1)的台面(11)上设有能让所述观测部(52a)旋转至台面(11)下方的台面孔(11a)。

10.根据权利要求1至8任一权利要求所述的有机涂层柔韧性能定量检测装置，其特征在于：所述固定装置(3)包括设置于所述轴棒(2)下端的固定孔(31)，以及能够穿过所述检测台的台面(11)和所述实验样板(a)固定于所述固定孔(31)内的固定件(32)，将所述轴棒(2)固定于所述检测台(1)上侧，而实验样板(a)的左端固定于所述轴棒(2)的下表面与所述检测台(1)的上表面之间。

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